共价有机框架 定单原子 Pt 为三相接口辅助光催化整体水分裂
Ting-Ting Sun1, Hao Zhang1, Ya Wang1
1Heilongjiang Provincial Key Laboratory of CO2 Resource Utilization and Energy Catalytic Materials, School of Material Science and Chemical Engineering, Harbin University of Science and Technology, Harbin, 150080, P.R. China.
Angewandte Chemie (International ed. in English)
|September 18, 2025
概括
在共价有机框架 (COF) 中的原子分散增强了整体的水分裂 (OWS). 一个新的气体-液体-固体系统提高了和氧的生产速度和稳定性,抑制了反向反应.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 光催化作用的光催化
- 可再生能源可再生能源是可再生能源.
背景情况:
- 共价有机框架 (COFs) 显示了整体水分化的潜力.
- 现有的COF系统使用容易聚合和低原子利用的可催化剂.
- 氧降解反应 (ORR) 的逆向反应限制了催化效率和稳定性.
研究的目的:
- 开发一种基于COF的光催化剂,使用原子分散的来增强OWS.
- 通过整合气-液-固体三相接口来提高催化性能和耐用性.
- 研究增强光催化剂的潜在机制.
主要方法:
- 基于三的COFs与N/O协调的原子分散的Pt位点 (Pt-TBPyT-COF) 的合成.
- 实施气-液-固体三相接口辅助光催化系统.
- 使用密度函数理论 (DFT) 计算和实地实验进行表征.
主要成果:
- Pt-TBPyT-COF实现了469.8和234.9μmol·g−1·h−1的H2和O2演化速率,在450nm处的表面量子产量为8.91%.
- 气-液-固体系统在5小时内提高了H2和O2的比率,达到568.7和284.3μmol·g−1·h−1,抑制了ORR.
- 稳定的光催化活性维持了30小时.
结论:
- 在COF中,原子分散的Pt位加速了H的吸附.
- 在COF中的triazine单元有助于电荷分离,并减少OER能源障碍.
- 综合系统显著提高了OWS的性能,效率和耐用性.
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